KR20200008243A - 레이저 가공기등과 같이 분진이 발생하는 기기에 사용되는 집진기로 불꽃 제거 장치가 내장되고 분진 발생 설비와 상호 연동되는 고효율 저소음 에어 펄스 집진기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 집진기의 내부에 필터를 적층하여 설치되는 공간의 형성하는 케이스에, 공기 흡입구를 통해 유입된 분진이 함유된 공기는 필터에 의해 걸러진 깨끗한 공기를 공기 배출부로 배출시키는 송풍기의 흡입력과 송풍압력에 의해 집진기 밖으로 배출 된다. 상기 필터들의 내부에 압축공기를 공급하여 필터들의 외부에 붙어 있는 분진을 분리시키는 압축공기를 공급해주는 집진기용 에어밸브와, 상기 케이스의 하단에 설치되어 있는 집진용통에 필터들에서 분리된 분진들이 수집된다.
집진기로 들어오는 공기 통로에 메쉬 망을 설치하여 특정 크기 이상의 불씨를 가진 입자가 필터표면에 도달하지 못하고 바이패스 되어 집진통으로 유도 됨으로 필터의 손상을 막고 집진기 화재를 방지할 수있는 구조 이다.
레이저 발진기는 발진상태 표시등과 셔터 열림 상태를 표시하는 램프가 부착되어 있다. 셔터 열림 램프가 작동하면 이 신호를 집진기에서 받아 터보송풍기가 작동하고, 필터표면의 먼지제거를 위한 에어 펄스가 작동 하도록 한다. 셔터 열림 램프가 멈추면 일정 시간 후에 먼저 터보 송풍기가 작동을 멈추고 대기모드로 들어간다. 터보 송풍기가 멈춘후에도 에어 펄스를 일정시간 인가하여, 필터표면에 붙어 있는 분진을 제거한다.
이때 터보송풍기가 멈춰 있음으로 에어 펄스를 인가하여 필터표면의 분진을 제거하면 분진이 함유된 공기가 역류 할 수 있어 이를 방지하기 위해 역류 방지를 위한 체크밸브를 설치하였다.

Description

레이저 가공기등과 같이 분진이 발생하는 기기에 사용되는 집진기로 불꽃 제거 장치가 내장되고 분진 발생 설비와 상호 연동되는 고효율 저소음 에어 펄스 집진기 {High-efficiency low-noise air pulse dust collector with built-in flame removing device and dust-producing system with mutual interlocking for use in equiment that produce dust such as laser processing machinen}

본 발명은 분진이 다량으로 발생하는 레이저 가공공장, 돌 가공공장, 나무가공공장 등에서 설치하여 먼지를 제거하여 깨끗한 공기를 공급할 수 있는 집진기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 집진기 내부에 필터를 적층으로 설치하고, 필터 외부에 붙어 있는 분진을 에어 펄스에 의해 제거하는 과정에서 하단의 필터 상부에 분진이 쌓이는 것을 방지하고, 필터에 붙어 있는 분진을 보다 적은 양의 에어로 분진을 제거하면 소음을 현저히 줄이는, 필터들에 각각 필터 출구 차단 장치를 갖추고, 각 필터에 대응하는 에어펄스를 갖춘 수평형 집진기에 관한 것이다.

일반적으로 집진기는 먼지가 발생하는 공장 등에 설치하여 필터를 통해 공기 중의 먼지를 집진하는 기능을 하며, 이러한 집진 장치는 집진기 내부에 다층으로 배치되어 있는 필터들이 설치되며, 집진기 상부에서 먼지가 함유되 공기가 유입되고, 집진기 내부에 설치된 필터에 의해 걸러진 깨끗한 공기가 터보 송풍기에 의해 집진기 밖으로 배출되고, 집진기 내부의 필터 외부에 쌓인 분진들을 압축기에서 발생된 압축공기를 집진기 밸브를 통해 짧은 시간에 다량의 공기를 공급함으로 필터 외부에 붙어 있는 분진을 제거하여 집진기 하단으로 단계적으로 이동되어 집진통에 모인 분진을 제거한다.

위와 같은 종래의 집진장치의 일례가 대표도에 도시되어 있으며, 집진 장치의 작용관계를 설명하는 단면도가 도시되어 있다.

대표도를 참조하여 종래의 집진장치의 구조 및 작용관계를 보면, 종래의 집진기 내부에 일정한 공간이 형성된 케이스(10)와 케이스(10)의 내부에 배치되어 공기 중의 먼지 등을 걸러주는 다층의 필터(20)와 상기 케이스(10)의 내부로 공기를 흡입하여 필터(20)에 의해 먼지가 제거된 깨끗한 공기를 배출하는 터보 송풍기(30)와, 전면에 필터를 쉽게 교체할 수 있는 여러 개의 필터 교체용 뚜껑(45)과 압축공기를 필터내부에 불어 넣어주는 집진기 밸브(50)가 설치되어 있다.

케이스 하단에 공기 흡입구(11)가 설치되어 있으며, 공기 통로(12)를 따라 올라가 필터 상단부에서 흡입 공기 분배 부(13)로 형성되며, 필터에 의해 걸러진 깨끗한 공기가 배출될 수 있는 공기 배출 부(13)가 케이스 상부에 설치되고, 하단부(80)에는 집진통(81)이 설치되어 있다.

상기 케이스(10)의 정면에는 필터(40)의 교환을 위해 뚜껑(45)이 설치되 있다, 상기 필터들은 내부 공간에 배치되어 있고, 필터 하단에 아래 필터에 먼지가 쌓아는 것을 방지하기 위해 삿갓(42) 갈 설치되 있다. 필터(40)에 의해 걸러진 공기는 송풍기(30)에 의해 공기 배출구(31)를 통에 밖으로 배출된다.

KR 1020000019822 A JP 2001058691 A JP 08057232 A JP 08266840 A KR 100866168 A

이러한 종래의 집진장치를 레이저 가공과 같이 불꽃이 발생하는 현장에서 사용하는 경우 송풍기의 흡입력에 의해 분진과 함께 불씨가 필터에 달라붙게된다. 필터에 달라붙은 불씨는 필터를 손상시켜 집진효율을 떨어뜨리고 심한경우 화재가 발생한다.또한 종래의 집진기는 레이저 발진기에 연동되지 않아 기계를 한번 작동시키면 기계를 끌때까지 연속으로 작동해 전력낭비가 발생한다. 발진기에서 셔터가 열림을 감지하여 작동하고 셔터가 닫힌후 일정시간후에 자동으로 멈추면 휴식시간이나 점심시간에도 자동으로 집진기가 멈줘 에너지를 절약 할 수 있다

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수평형 집진기의 내부에 필터를 적층하여 설치되는 공간의 형성하는 케이스에, 공기 흡입구를 통해 유입된 분진이 함유된 공기는 필터에 의해 걸러진 깨끗한 공기를 공기 배출부로 배출시키는 송풍기의 흡입력과 송풍압력에 의해 집진기 밖으로 배출 된다. 상기 필터들의 내부에 압축공기를 공급하여 필터들의 외부에 붙어 있는 분진을 분리시키는 압축공기를 공급해주는 집진기용 에어밸브와, 상기 케이스의 하단에 설치되어 있는 집진용통에 필터들에서 분리된 분진들이 수집된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 집진기로 들어오는 공기 통로에 메쉬 망을 설치하여 특정크기 이상의 불씨를 가진 입자가 필터표면에 도달하지 못하고 바이패스 되어 집진통으로 유도 되도록 하는데 있다.

대부분의 발진기에는 발진상태와 셔터 열림 상태를 표시하는 램프가 부착되어 있다.셔터열림 램프가 작동하면 이신호를 집진기에서 받아 터보송풍기가 작동하고,필터의 먼지제거를 위한 에어 펄스가 작동하도록한다. 셔터열림 램프가 멈추면 일정시간후에 먼저 터보 송풍기가 작동을 멈추고 대기모드로 들어간다. 터보 송풍기가 멈춘후에도 에어 펄스를 일정시간 인가하여, 필터표면에 붙어 있는 분진을 제거한다. 이때 터보송풍기가 멈춰 있음으로 에어 펄스를 인가하여 필터표면의 분진을 제거하면 분진이 함유된 공기가 역류할수 있어 이를 방지하기 위해 역류 방지를 위한 체크밸브를 설치하였다.

본 발명에 의하면, 구멍크기가 작은 메쉬를 설치하여 메쉬 크기 이상의 불씨를 집진통으로 바이패스 시킴으로 불씨와 열기에의한 필터의 손상을 줄일수 있어고, 메쉬 사이즈 보다 작은 불씨라도 메쉬을 통과하는 동안 스테인레스 망에 접촉되면서 상당량의 열을 빼았겨 필터를 보다 오래 사용할수 있었고 화재위험을 원천적으로 차단할수 있었다.

발진기에서 셔터열림 램프가 작동하면 이 신호를 집진기에서 받아 터보송풍기가 작동하고, 필터의 먼지제거를 위한 에어 펄스가 작동하도록 하였고. 셔터 열림 램프가 멈추면 일정 시간후에 먼저 터보 송풍기가 작동을 멈추고 대기 모드로 들어간다. 터보 송풍기가 멈춘후에도 에어 펄스를 일정시간 인가하여, 필터표면에 붙어 있는 분진을 제거하였다. 이때 터보송풍기가 멈춰 있음으로 에어 펄스를 인가하여 필터표면의 분진을 제거하면 분진 제거 효과가 매우 좋았다.

대표도는 본 발명의 집진장치와 작동관계를 설명하기 위한 단면면

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

대표도는 본 발명에 따른 메쉬망과 역류 방지 밸브가 설치된 수평형 집진기를 설명하기 위한 도면이다. 대표도에서 발명에 따른 메쉬망(90)이 설치된 수평형 집진기의 기술적 구성을 살펴보면,

집진기 내부에 일정한 공간이 형성된 케이스(10)와 케이스(10)의 내부에 배치되어 공기 중의 먼지 등을 걸러주는 다층의 필터(40)와 상기 케이스(10)의 내부로 공기를 흡입하여 필터(40)에 의해 먼지가 제거된 깨끗한 공기를 배출하는 터보 송풍기(30)와, 전면에 필터를 쉽게 교체할 수 있는 여러 개의 필터 교체용 뚜껑(45)이 설치되어 있다.

케이스 하단에 공기 흡입구(11)가 설치되어 있으며, 공기 통로(12)를 따라 올라가 필터상단부에에서 공기 배출부(13)가 설치되며, 필터에 의해 걸러진 깨끗한 공기가 배출될 수 있는 공기 배출부(13)가 케이스 상부에 설치되고, 하단부(80)에는 집진통(81)이 설치되어 있다.

메쉬망은 (1)선지름 1미리미터 선 간격 2.36미리미터 설치면적 가로 680미리미터 세로 1000미리미터로 0.68회배,(2)선지름 0.8미리미터 선 간격 1.7미리미터 설치면적 가로 680미리미터 세로 1000미리미터로 0.68회배, (3)선 지름 0.7미리미터 선 간격 1.4미리미터 설치면적 가로 680미리미터 세로 1000미리미터로 0.68회배,(4) 선지름0.5미리미터 선간격0.85 미리미터 설치면적 가로 680미리미터 세로 1000미리미터로 0.68회배인 네 종류의 메쉬망를 설치하여 보았다. 선 간격이 0.5미리미터인 망을 설치한 경우 차압이 1미리미터의 망을 설치한 경우에 비해 차압이 30mbar 증가하였다.선 지름과 선 간격이 한단계 작아질 때 마다 약 8mabr의 차압이 증가되었다.

역류방지를 목적으로 설치한 체크밸브(95)는 터보송풍기(30)가 작동을 멈추면 자중에 의해 자동으로 닫히고, 터보송풍기(30)가 작동하면 풍압에 의해 자동으로 열리도록 설치하였다. 역류방지형 체크밸브가 설치되지 않은 경우 레이저 발진기 셔터가 닫히고 30초 후에 터보송풍기의 작동이 멈추고, 필터표면의 분진제거를 위해 에어펄스를 가하는 경우 분진이 기계 내부로 역류 되었다.

분진 역류방지를 위해 역류방지용 체크밸브를 설치하고 레이저 발진기 셔터가 닫히고 30초 후에 터보송풍기의 작동이 멈추고, 터보송풍기의 작동이 멈춘 후 필터표면의 분진을 제거하기 위해 에어펄스를 30분간 인가하여도 분진이 기계 내부로 역류 되지 않았다

도1,2,3번은 서로 다른 종류 발진기의 발진표시등과 셔터 열림을 알려주는 표시 램프이다.세 종류 모두 셔터 열림표시 램프는 상단의 적색램프이고 전원은 직류 24 볼트로 같았다

도4는 실시예로서 상단의 셔터 표시램프를 제거하고 지연타임머를 열결하여조작시호를 PLC의 입력에 연결하여 레이저 발진기 셔터가 닫히고 30초 후에 터보송풍기의 작동이 멈추도록한 실제 사진이다,

도5,6,7은 H사의 발진기의 기동시간과 발진기 셔터의 오픈 즉 커팅시간을보여주는 사진이다. 도4는 발진기 기동시간 4001시간 커팅시간 1704시간을 나타내고 있으며, 도5는 발진기 기동시간 34343시간 커팅시간 17879시간을 나타내고 있으며, 도6은 발진기 기동시간 556121시간 커팅시간 26884시간을 나타내고 있다. 위 사진에서 알수 있듯이 실제 커팅시간은 발진기 기동시간 대비 약 50% 입으로 집진기를 발진기 셔터오픈 시간과 연동하면 집진기의 가동시간을 약 50%정도 줄일수 있다.

일반적으로 상단의 적색램프가 셔터의 열림을 알려주는 램프이다, 본발명에서는 상단의 램프와 집진기의 터보송풍기를 서로 연동하도록 하였다. 상단의 적색 램프가 켜지면 집진기가 작동하고, 셔터가 닫혀 적색표시등이 커지면, 꺼진후 30 초후에 집진기의 터보송풍기의 작동을 멈추도록 PLC를 프로그램하였고, 표시등이 들어오면 터보송풍기가 동작하도록 하였다. 일부 발진기는 기계의 도어가 열리면 1초 간격으로 자동 점멸하는 발진기 표시등이 있었다, 이런 경우 실제 셔터가 열린 것이 아님으로 집진기가 작동할 필요할 필요가 없어서 지연시간을 1.5초 설정하여 오동작을 방지하였다.

터보송풍기가 작동하고 있는 상태에서 에어펄스를 인가하면 하나의 필터 표면에서 털려나온 분진이 이웃한 다른 필터의 흡입력에의해 상호 이동함으로 효율이낮았다

필터표면에 붙어 있는 분진을 보다 효율적으로 제거하기위해 터보송풍기의 작동인 멈춘후에도 20분간 펄스밸브를 작동시켜 필터 표면의 분진을 제거하였다, 터보송풍기의 작동이 멈춘 상태에서 필터에 에어펄스를 인가아면 필터표면의 분진 제거 효과가 3배 이상 높게 나타 났다, 터보 송풍기의 작동이 멈춘 상태에서 필터표면의 분진이 효율적으로 제거되는 이유는 에어펄스에 의해 털려나온 분진이 이웃한 다른 필터의 흡입력이 없기 때문에 효율적으로 집진통으로 자중에의 떨어질수 있었다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10: 집진기 케이스 11: 흡입구
12: 공기 통로 13:흡입공기 분배구
30:터보 송풍기 31:배출구
40: 필터 41: 필터 삿갓
45: 필터커버 46: 필터 커버 고정 손잡이
80:분진 배출경사로 81:집진통
90:메쉬망 93: 바이패스 통로
95:닫힌상태의 체크밸브 96: 열린상태의 체크 밸브

Claims (3)

1. 레이저 가공기와 같이 불씨를 동반 할 수 있는 집지기에서 불씨가 필터에 달라붙지 못하도록 메쉬망을 설치하고 메쉬망에 의에 분리된 불씨가 바이패스 통로를 통해 집진통에 분진이 쌓이도록 한경우 선 직경이 0.3미리미터이상 2 미리미터이하이고, 선간격이 0.25미리미터이상이고 15미리미터 이하인 메쉬망을 설치하는 집진기
2. 레이저 발진기와 연동되는 에어펄스식 집진기에서 발진기의 셔터가 닫힌후 일정시간후 토보송풍기가 멈춘후 필터 표면에 붙어 있는 분진을 제거하기 위해 에어 펄스를 인가하는 집진기에서 분진의 역류를 방지하기 위해서 역류방지용 체크밸브를 설치하는 것에 있어서 재질이 합성수지재, 고무재 및 금속재의 체크밸브를 설치 하는것
   
3. 레이저 발진기와 연동되는 에어펄스식 집진기에서 발진기의 셔터가 닫힌후 일정시간후 5분 이내에 터보송풍기가 멈추고, 터보송풍기가 작동을 멈춘후에도 필터 표면에 붙어 있는 분진을 제거하기 위해 에어 펄스를 1시간 이내로 작동되고,대기 상태로 있다가 셔터 열림 신호가 들어오면 다시 작동하는 에어 펄스식 집진기.
   
   

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